Expert systèmes critiques

New York Canarsie Line


La "Canarsie Line" est une ligne du métro de New York qui a été rénové par un pilote automatique de type CBTC, composé d'un segment sol, d'un segment bord et d'une communication entre les deux.

Cliquez sur les titres ci-dessous pour développer le texte.

Dans les années '90, la radio s'est imposée comme moyen de transmission entre les équipements sol et bord de systèmes de signalisation ferroviaire.
Mais la liaison entre sol et bord devait être robuste pour une disponibilité à toute épreuve. Il fallait en particulier éliminer le problème des trous de transmission liés aux interférences entre chemins multiples en tunnel.
Pour ce faire, Siemens a développé un système de radio dit "à étalement de spectre". Il s'agit d'une porteuse modulée en fréquence de manière pseudo-aléatoire.
Ma première mission sur ce thème a été de découvrir et sélectionner un algorithme de modulation pseudo-aléatoire de fréquences, les nombres aléatoires étant générés par un polynôme primitif de degré élevé, typiquement 12. Les polynômes primitifs sont tabulés en annexes d'ouvrages de référence sur le codage. J'ai ensuite programmé l'algorithme en Matlab/Simulink aux fins d'évaluation.
Ma deuxième mission a été de sélectionner et dimensionner un code correcteur d'erreurs performant. Je me suis plongée dans un ouvrage de référence et j'ai sélectionné l'algorithme de Viterbi comme étant le plus performant à moindre coût.
Mes missions on porté leurs fruits, puisque le produit radio de Siemens, vendu sur toutes les affaires de CBTC, comporte leurs résultats.
Un CBTC est un pilote automatique sécurisé pour un métro, comportant un segment sol et un segment bord communicant par une liaison filaire ou, plus récemment, radio.
Une fonction importante de tout CBTC est la localisation embarquée des trains sur la voie. Pour ce faire, la ligne est segmentée en tronçons linéaires orientés et chainés en "amont droit", "amont gauche", "aval droit" et "aval gauche". Les trains sont ensuite localisés par les abscisses sur segment de leurs extrémités avant et arrière.
Ma mission consistait à développer une maquette en langage formel B de l'algorithme de suivi des localisation des trains au cours du temps. Cette maquette a été à la base de la fonction de localisation du CBTC mis en place sur la Canarsie Line à New York, puis sur les autres CBTC développés par Siemens.
Le prccesseur codé Digisafe XME est une plateforme de sécurité fondée sur le principe du codage. Tous les traitements y sont faits en double, une version en clair et une version codée. Le code est vérifié à chaque cycle de calcul et tout mot hors code est sanctionné par un freinage d'urgence.
Pour être tout-à-fait précis, Digisafe XME est la version aux performances améliorées du calculateur Digisafe développé pour la ligne 14 Meteor et certifié par le TÜV Rheinland en 1999. La version améliorée était destinée à la Canarsie Line de New York. Les principes des deux versions sont les mêmes, la sécurité par un code arithmétique de 48 bits, mais l'architecture et les composants sont différents.
Ma mission consistait à superviser les analyses de sécurité systèmes, matérielles et logicielles de la plateforme et à porter sa certification par le TÜV Rheinland. Malgré les différences d'arcitecture, j'ai convaincu le TÜV de procéder par écarts par rapports à Digisafe, ce qui a permis de réduire le coût de la certification pour Siemens.
La certification consistait à démontrer la conformité aux normes européennes CENELEC 50126, 50128 et 50129. Le certificat a été obtenu en février 2002, après un intense aller-retour de questions et réponses en anglais sur les différents documents du dossier de sécurité.
L'OSMES est un boitier optique et mécanique qui permet de mesurer la vitesse du train par intercorrélation des figures d'nterférence entre un faisceau laser incident et le même faisceau réfléchi par le rail.
Ce système est actuellement en service sur la Canarsie Line à New York.
J'étais en charge de la démonstration de sa sécurité aux niveaux système, logiciel et électronique numérique, ainsi que de la supervision des analyses de sécurité mécanique, optique et électronique analogique.
J'ai également fait traduire en anglais les documents clefs du dossier de sécurité et j'ai répondu à toutes les questions du Safety Assessor du client Battelle, en anglais. Ce faisant, je l'ai convaincu de la sécurité de l'OSMES en vue de sa mise en service.